BRPI0611676B1 - Catalisador, processo para a preparação do catalisador, e processo para a produção de um óxido de olefina, um 1,2- diol, e um 1,2-diol éter e uma alcanolamina - Google Patents

Catalisador, processo para a preparação do catalisador, e processo para a produção de um óxido de olefina, um 1,2- diol, e um 1,2-diol éter e uma alcanolamina Download PDF

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Donald James Remus
Thomas Szymanski
Randall Clayton Yeates
John Robert Lockmeyer
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Description

"CATALISADOR, PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DO
CATALISADOR, E PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UM ÓXIDO DE
OLEFINA, UM 1,2- DIOL, E UM 1,2-DIOL ÉTER E UMA ALCANOLAMINA" CAMPO DA INVENÇÃO A invenção atual refere-se a um catalisador, a um processo para a preparação do catalisador, e a um processo para a produção de um óxido de olefina, um 1,2-diol, um 1,2- diol éter, ou uma alcanolamina.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Na epoxidação de olefina, uma alimentação contendo uma olefina e uma fonte de oxigênio é contatada com um cata- lisador sob condições de epoxidação. A olefina é reagida com o oxigênio para formar um óxido de olefina. Resulta uma mis- tura de produto que contém óxido de olefina e a alimentação tipicamente não reagida e produtos de combustão. 0 óxido de olefina poderá ser reagido com água pa- ra formar um 1,2-diol, com um álcool para formar um 1,2-diol éter, ou com uma amina, para formar uma alcanolamina. Assim sendo, 1,2-dióis, 1,2-diol éteres, e alcanolaminas poderão ser produzidos em um processo de etapas múltiplas, inicial- mente composto da epoxidação de olefinas e então a conversão do óxido de olefina formado com água, um álcool, ou uma amina.
Os catalisadores de epoxidação de olefinas são compostos de um componente de prata, usualmente com um ou mais elementos adicionais depositados nos mesmos, sobre um veiculo. Os veículos são tipicamente formados de um material refratário, como alfa—alumina. Em geral, a alfa- alumina de pureza mais elevada tem mostrado ser correlacionada com um desempenho melhor. Descobriu-se, por exemplo, que a presença de quantidades pequenas de impurezas no veículo, tais como metais alcalinos e/ou alcalino terrosos e algumas formas de silica podem ter um efeito benéfico.
Intuitivamente, poderá também ser considerado que quanto maior for a área superficial do veiculo, maior será a área disponível para a deposição da prata e portanto, a pra- ta depositada na mesma será mais efetiva. No entanto, desco- briu-se geralmente que este não é o caso e em catalisadores modernos a tendência é utilizar-se um veiculo com uma área su- perficial relativamente baixa, por exemplo, uma área super- ficial menor do que 1,3 m2/g, ou mesmo menor do que 1 mz/g. A US 2003/0162984 Al apresenta veículos que têm uma área superficial de pelo menos 1 m2/g. Os exemplos de trabalho apresentados mostram uma seletividade inicial me- lhorada e uma atividade dos catalisadores de epoxidação ba- seada em veículos tendo pelo menos 70% do volume total de poros representados por poros com diâmetros na faixa de 0,2 a 10 micrometros. O desempenho dos catalisadores poderá ser avaliado com base na seletividade, atividade e estabilidade de opera- ção. A seletividade é a fração da olefina convertida produ- zindo o óxído de olefina desejado. Quando o catalisador en- velhece, a fração de olefina convertida normalmente é redu- zida com o tempo e para manter um nivel constante de produ- ção de óxido de olefina, a temperatura da reação é aumenta- da. No entanto, isto afeta adversamente a seletividade da conversão no óxido de olefina desejado. Além disso, o equi- pamento usado pode tolerar temperaturas de somente até um certo nível, de forma que é necessário finalizar a reação quando a temperatura da reação atinge um nível não apropria- do para o reator. Assim sendo, quanto mais tempo a seletivi- dade puder ser mantida em um nível alto, a epoxidação pode ser executada em uma temperatura aceitavelmente baixa, a carga do catalisador pode ser mantida mais tempo no reator e pode ser obtido mais produto. Melhorias bastante modestas na manutenção da seletividade durante períodos longos produz grandes dividendos, em termos de eficiência de processo.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO A invenção atual apresenta um catalisador que é composto de um veículo e prata depositada sobre o veículo, cujo veículo tem uma área superficial de pelo menos 1 m2/g, e uma distribuição de tamanho de poros onde pelo menos 80% do volume total de poros está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros e pelo menos 80% do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 micrometros. A invenção também apresenta um processo para a preparação de um catalisador cujo processo é composto de: a) seleção de um veículo que tem uma área superfi- cial de pelo menos 1 m2/g, e uma distribuição de tamanho de poros onde pelo menos 80% do volume total de poros está con- tido em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 microme- tros, e pelo menos 80% do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 micrometros, e b) a deposição de prata sobre o veiculo. A invenção também apresenta um processo para a preparação de um catalisador, cujo processo é composto da deposição de prata sobre um veiculo, onde o veiculo foi ob- tido por um método que é composto da formação de uma mistura que é composta de: a) de 50 a 95% em peso de um primeiro particulado de alfa- alumina tendo um diâmetro médio de partícula (dso) de 5 a 100 micrometros; b) de 5 a 50% em peso de um segundo particulado de alfa- alumina tendo um dso que é menor do que o dso do pri- meiro particulado de alfa-olefina e que está na faixa de 1 a 10 micrometros; e c) um material aglutinante de silicato alcalino terroso metálico; a percentagem por peso sendo baseada no peso total de alfa- alumina na mistura; e a queima da mistura para for- mar o veículo.
Alem disso, a invenção apresenta um processo para a epoxidação de uma olefina, cujo processo é composto da re- ação de uma alimentação composta de uma olefina e oxigênio na presença de um catalisador que é composto de um veículo e prata depositada sobre o veículo, cujo veículo tem uma área superficial de pelo menos 1 m2/g, e uma distribuição de ta- manho de poros onde pelo menos 80% do volume total de poros está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 mi- crometros e pelo menos 80¾ do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros está con- tido em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 micrometros. A invenção também apresenta um processo para a e- poxidação de uma olefina, cujo processo é composto da reação de uma alimentação composta de uma olefina e oxigênio na presença de ura catalisador que foi obtido através de um pro- cesso que é composto da deposição de prata sobre um veiculo, onde o veículo foi obtido por um método que é composto da formação de uma mistura que é composta de: a) de 50 a 95% em peso de um primeiro particulado de alfa- alumina tendo um d50 de 5 a 100 micrometros; b) de 5 a 50% em peso de um segundo particulado de alfa- alumina tendo um d50 que é menor do que o d50 do pri- meiro particulado de alfa-alumina e que está na faixa de 1 a 10 micrometros; e c) um material aglutinante de silicato alcalino terroso metálico; a percentagem por peso sendo baseada no peso total de alfa- alumina e na mistura; e a queima da mistura para formar o veículo. A invenção também apresenta um processo para a preparação de um 1,2-diol, um 1,2-diol éter ou uma alcanola- mina, composto da conversão do óxido de olefina no 1,2-diol, no 1,2-diol éter e ou na alcanolamina, onde o óxido de ole- fina foi obtido por um processo para a epoxidação de uma o- lefina de acordo com esta invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
De acordo com os ensinamentos desta invenção, ma- ximizando-se para certos veículos com área superficial ele- vada o número de poros tendo um diâmetro na faixa de 0,3 a 10 micrometros, especialmente, minimizando-se o volume de poros nos poros tendo diâmetros menores do que 0,3 microme- tros, o catalisador com base no veiculo tem vantagens em re- lação a catalisadores que são preparados a partir de veícu- los que têm um volume substancial de poros em poros tendo diâmetros menores do que 0,3 micrometros. Especialmente, os catalisadores preparados de acordo com esta invenção, mos- tram excelente atividade e seletividade, e acredita-se que eles produzem melhorias significativas na estabilidade sob condições de operação comercial. Isto não é óbvio, em vista da arte anterior aprendida aqui anteriormente. A US 2003/0162984 Al ensina um desempenho melhorado de catalisa- dores com base em veículos tendo pelo menos 1 m2/g de área superficial e tendo pelo menos 70% do volume total de poros contido em poros com diâmetros na faixa de 0,2 a 10 microme- tros. Os ensinamentos da US 2003/0162984 são tais que uma pessoa adestrada utilizaria veículos, especialmente, com um número minimizado de poros tendo diâmetros maiores do que 10 micrometros. A referência não contém ensinamentos relevantes em relação a distribuição do tamanho de poros dentro da faixa de diâmetro de poros de 0,2 a 10 micrometros, e não contém ensinamentos relevantes em relação a estabilidade dos catalisadores, por exemplo, sob condições de operação comer- cial . "Área superficial" conforme utilizado aqui, é en- tendido como referindo-se a área superficial, conforme de- terminado pelo método BET com nitrogênio (Brunauer, Emmett and Teller) conforme descrito no Journal of the American Chemical Society 60 ( 1938) pp. 309 - 316.
Conforme usado aqui, a absorção de água é conside- rada como tendo sido medida de acordo com o ASTM C 393, e a absorção de água é expressa como o peso da água que pode ser absorvido nos poros do veículo, em relação ao peso do veículo. A distribuição do tamanho de poros poderá ser me- dida através de um dispositivo de porosimetria convencional de inclusão de mercúrio no qual o mercúrio líquido é forçado para dentro dos poros de um veículo. Uma pressão mais eleva- da é requerida para forçar o mercúrio para dentro dos poros menores e a medição dos aumentos de pressão corresponde aos aumentos de volume nos poros penetrados e portanto ao diâme- tro dos poros no volume incrementai. Conforme usado aqui, a distribuição do tamanho de poros, os diâmetros médios de po- ros e os volumes de poros são conforme medido pelo porosíme- tro de inclusão de mercúrio em uma pressão de 2,1 x 10® Pa utilízando-se um modelo Micromeretics Autopore 9200 (ângulo de contato 130°, mercúrio com uma tensão superficial de 0,480 N/m, e correção para a compressão de mercúrio aplica- da) . Conforme utilizado aqui, o diâmetro médio de poros é o diâmetro de poros no qual metade do volume total dos poros está contido em poros tendo um diâmetro maior de poros e me- tade do volume total de poros está contido em poros tendo um diâmetro menor de poros. O tamanho médio da partícula, referido aqui como "d5o"í é conforme medido pelo analisador de tamanho de par- tículas Horiba LA900 e representa um diâmetro de partícula no qual existem volumes equivalentes esféricos e iguais de partículas maiores e partículas menores do que o tamanho mé- dio de partícula mencionado. 0 método inclui a dispersão das partículas através de tratamento ultra-sônico, dessa forma quebrando as partículas secundárias em partículas primárias.
Este tratamento de sonificação é continuado até não ser no- tada nenhuma alteração adicional no valor de d50, o que ti- picamente requer uma sonificação de 5 minutos quando utili- zando o analisador de tamanho de partículas Horiba LA 900.
Conforme usado aqui, o volume de poros (ml/g), a área superficial (m2/g, e a absorção de água (g/g) são defi- nidos em relação ao peso do veículo, a não ser que seja men- cionado de outra forma.
De acordo com esta invenção, é utilizado um veícu- lo que tem uma distribuição de tamanho de poros tal que pelo menos 80% do volume total de poros está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros, e pelo menos 80% do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros, está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 micrometros. De preferência, a distri- buição de tamanho de poros é tal que os poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros representa pelo menos 85%, especialmente, pelo menos 90%, mais de preferência, pelo me- nos 95% do volume total de poros. Tipicamente, a distribui- ção do tamanho de poros é tal que os poros com diâmetros me- nores do que 0,1 micrometros representam menos de 10%, mais tipicamente, no máximo 7%, especialmente, no máximo 5%, mais especialmente, no máximo 1%, ou ainda no máximo 0,5% ou no máximo 0,1% do volume total de poros. A distribuição do ta- manho de poros é tal que os poros com diâmetro maior do que 10 micrometros representam menos de 10%, especialmente no máximo 8%, mais especialmente no máximo 6%, do volume total de poros.
Com freqüência, a distribuição do tamanho de poros é tal que os poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micro- metros representam menos de 99,9%, com mais freqüência, me- nos de 99%, mais freqüentemente menos de 98% do volume total de poros. Com freqüência, os poros com diâmetros maiores do que 10 micrometros representam mais de 0,1%, com mais fre- qüência, mais de 0,5% do volume total de poros. A invenção considera poros com diâmetros menores do que 0,1 micrometros e sendo próximo, se não alcançando, 0% do volume total de poros.
Tipicamente, a distribuição de tamanho de poros é tal que os poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 microme- tros representam pelo menos 85%, especialmente pelo menos 90%, mais especialmente, pelo menos 95% do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micro- metros .
Tipicamente, a distribuição de tamanho de poros é tal que os poros com diâmetros menores do que 0,3 microme- tros representam menos de 15%, mais tipicamente, no máximo 10%, especialmente no máximo, 5%, mais especialmente no má- ximo, 3% do volume total de poros. Com freqüência, a distri- buição do tamanho de poros é tal que os poros com diâmetros menores do que 0,3 micrometros representam mais de 0,01%, com mais freqüência, mais de 0,1% do volume total de poros.
Em lutra realização, a distribuição do tamanho de poros é tal que os poros com diâmetros na faixa de 0,4 a 10 micrometros, representam pelo menos 75%, especialmente, pelo menos 80% do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros. Em outra realização, a distribuição do tamanho de poros é tal que os poros com diâ- metros na faixa de 0,5 a 10 micrometros, representam pelo menos 60%, especialmente, pelo menos 65% do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micro- metros.
Em outra realização, a distribuição do tamanho de poros é tal que os poros com diâmetros na faixa de 2 a 10 micrometros representam pelo menos 20%, mais tipicamente, pelo menos 30%, especialmente pelo menos 40% do volume de poros contido nos poros com diâmetros variando de 0,1 a 10 micrometros. Em outra realização, a distribuição do tamanho de poros é tal que os poros com diâmetros na faixa de 5 a 10 micrometros representam pelo menos 15%, mais tipicamente, pelo menos 20% do volume de poros contido nos poros com diâ- metros variando de 0,1 a 10 micrometros.
Os veículos poderão ter um diâmetro médio de poros de mais de 0,8 micrometros, de preferência, pelo menos 0,85 micrometros, mais de preferência, pelo menos 0,9 microme- tros. Tipicamente, diâmetro médio de poros é no máximo 2,1 micrometros, mais tipicamente, no máximo 2 micrometros, es- pecialmente no máximo, 1,9 micrometros. De preferência, o di- âmetro médio de poros está na faixa de 0,85 a 1,9 micrometros, mais de preferência, na faixa de 0,9 a 1,8 micrometros. O volume total de poros do veiculo poderá variar entre grandes faixas. Tipicamente, o volume total de poros é pelo menos 0,5 ml/g, especialmente, pelo menos 0,3 ml/g, mais especialmente, pelo menos 0,35 ml/g. Tipicamente, o vo- lume total de poros é no máximo de 0,8 ml/g, e mais tipica- mente, ele é no máximo 0,7 ml/g, especialmente no máximo, 0, 6 ml/g. A área superficial do veiculo poderá ser pelo me- nos 1,3 m2/g. Tipicamente, a área superficial é no máximo de 5 m2/g. De preferência, a área superficial está na faixa de 1,3 a 3m2/g, mais de preferência, de 1,4 a 2,5 m2/g, mais de preferência, de 1,5 a 2,2 m2/g, por exemplo, de 1,5 a 2 m2/g. A absorção de água do veiculo, tipicamente é pelo menos de 0,3 g/g, mais tipicamente, pelo menos 0,35 g/g. Com freqüência, a absorção de água é no máximo de 0,8 g/g, com mais freqüência, no máximo 0,7 g/g, ou no máximo, 0,6 g/g, ou no máximo, 0,55 g/g. De preferência, a absorção de água do veiculo está na faixa de 0,3 a 0,7 g/g, especialmente, de 0,35 a 0,55 g/g. Uma absorção maior de água e um volume to- tal de poros maior são favoráveis, em vista de uma deposição mais eficiente de prata e outros elementos, se algum, sobre o veiculo, através de impregnação. Todavia, com uma adsorção maior de água e com um volume total maior de poros, o veícu- lo, ou o catalisador feito do mesmo, poderá ter uma resis- tência menor a fraturas.
Em certas realizações desta invenção, o veiculo apresenta uma morfologia diferente de plaqueta. Conforme u- tilizado aqui, o termo "morfologia diferente de plaqueta" refere-se a morfologia do veículo quando é feita a sua ima- gem através de microscopia de varredura por elétrons com uma ampliação de 2000, e a ausência substancial em tais imagens de estruturas tendo substancialmente superfícies planas· "Ausência substancial" de tais estruturas significa que no máximo 25% das estruturas têm uma superfície substancialmen- te plana. "Substancialmente plana" significa que o raio de curvatura da superfície é pelo menos duas vezes o comprimen- to da dimensão maior da superfície. As estruturas tendo uma superfície substancialmente plana tipicamente têm uma rela- ção de aspecto no máximo de 4:1, a relação de aspecto de uma estrutura sendo a relação entre a dimensão maior e a dimen- são menor da estrutura. O termo "estruturas" refere-se às entidades estruturais no veículo que podem ser designadas para representarem partículas individuais do material do ve- ículo fundido ou aglutinado para formar o veículo. O veículo poderá ser baseado em uma larga faixa de materiais. Tais materiais poderão ser materiais inorgânicos naturais ou artificiais, e eles poderão incluir materiais refratários, carbureto de silício, argilas, zeolitos, carvão vegetal e carbonates alcalino terroso metálicos, como por exemplo, carbonato de cálcio. São preferidos os materiais refratários, como alumina, magnésia, zircônia e silica. 0 material mais preferido é a alfa-alumina. Tipicamente, o ve- ículo é composto, pelo menos, de 85% em peso, mais típica- mente, 90% em peso, especialmente, 95% em peso de alfa- alumina, com frequência, até 99,9% em peso de alfa- alumina.
Os veículos geralmente poderão ser feitos através da queima de componentes particulados em uma temperatura e- levada até que as partículas sejam sinterizadas. Em geral, a queima poderá ser continuada até que as partículas sejam a- glutinadas, através da formação de aglutinados de qualquer material aglutinante adicionado ou através da sinterização, mais de preferência, não além do ponto no qual a absorção da água do veículo é reduzida.
Materiais de cauterização poderão ou não ser uti- lizados no processo de queima. Os materiais de cauterização são bem conhecidas na arte (cf., por exemplo, F F Y Wang (Ed.), "Treatise on Materials Science and Technology", Vol- ume 9, (New York, 1976), pp. 79 - 81; ou J S Reed, "Intro- duction to the Principies of Ceramic Processing", (New York, 1988), pp. 152 ff.). Os materiais de cauterização poderão ser utilizados para melhorarem a conservação da estrutura durante uma fase verde, isto é, não queimada, da preparação do veículo, por exemplo, a fase na qual os corpos formados são formatados, por exemplo, através de extrusão. Os materi- ais de cauterização são removidos durante a queima. O uso de materiais de cauterização também permite uma sinterização mais completa, sem uma redução muito grande na absorção de água do veiculo. Os materiais de cauterização, tipicamente são materiais orgânicos sólidos finamente divididos que são volatilizados ou queimados, deixando o mínimo possível de resíduos. É também um expediente comum utilizar-se um mate- rial aglutinante, isto é, um material que reduz a duração do tempo de sinterização aplicado para ligar as partículas. 0 material aglutinante poderá também formar um revestimento sobre pelo menos uma parte da superfície do veículo, o que faz com que a superfície do veículo seja mais receptiva. 0 material aglutinante poderá ser baseado em uma composição contendo sílica, composta de um inibidor de cristalização, inibindo a formação de composições cristalinas contendo sí- lica .
As composições contendo sílica para uso como um material aglutinante poderão ser compostas de um material aglutinante de silicato alcalino metálico, ou de preferên- cia, um material aglutinante de silicato alcalino terroso metálico. 0 material aglutinante poderá ainda ser composto de uma alumina hidratada e opcionalmente, um componente de titânio e/ou um componente de zircônio.
Descobriu-se que, adequadamente, os veículos de alumina para uso nesta invenção poderão ser feitos através de um método que é composto da formação de uma mistura com- posta de: a) 50 a 95% em peso de um primeiro particulado al- fa- alumina tendo um d50 de 5 a 100 micrometros, especial- mente, de 8 a 60 micrometros, mais especialmente, de 10 a 40 micrometros; e b) 5 a 50% em peso de um segundo particulado de alfa- alumina, tendo um d50 que é menor do que o d50 do pri- meiro particulado de alfa-alumina e que está na faixa de 1 a 10 micrometros, especialmente, de 2 a 8 micrometros; e de preferência, além disso c) um material aglutinante de silicato alcalino terroso metálico; a percentagem por peso sendo baseada no peso total de uma alfa-alumina na mistura; e então a formatação da mis- tura e a formação de corpos e a queima dos corpos formados, tipicamente em uma temperatura de 1250 a 1550 0 C, para for- mar o veiculo. O método atual para a produção de veículos de alu- mina é bem adaptado para produzir os veículos para uso nesta invenção, em vista da equalização cuidadosa das partículas grandes e pequenas e dos componentes de alfa-alumina. As partículas de alumina são disponíveis comercialmente rapida- mente, ou elas poderão ser preparadas rapidamente, por exem- plo, submetendo-se materiais mais grossos a operações de mo- agem e peneiragem. Em uma realização, as partículas menores poderão ser preparadas a partir das partículas maiores, a- través de moagem, e as partículas moídas e não moídas são então combinadas. Em outra realização, a mistura desejada de partículas grandes e pequenas poderá ser formada através da moagem de partículas relativamente grandes até o ponto em que a mistura de partículas tenha a distribuição desejada de tamanho de partícula bimodal.
Tipicamente, o primeiro particulado de alfa- alumina é utilizado em uma quantidade de 60 a 90% em peso, em relação ao peso total de alfa-alumina na mistura. Tipica- mente, o segundo particulado de alfa-alumina é utilizado em uma quantidade de 10 a 40% em peso, em relação ao peso total de alfa-alumina na mistura.
Em uma realização, um veículo desta invenção pode ser preparado utilizando-se pós de alumina, designados acima como o "primeiro particulado" e o "segundo particulado" que são caracterizados como se segue. 0 primeiro particulado em pó tem uma área superficial BET de 4,3 m2/g, um tamanho mé- dio de partícula d5o de 15 micrometros e uma distribuição de tamanho de poros onde os poros tendo diâmetros menores do que 0,3 micrometros, e de preferência, menos de 0,2 microme- tros, contribuem com menos de 4% do volume total de poros do pó do primeiro particulado. O pó do segundo particulado tem uma área superficial de 1,4 m2/g, um tamanho médio de partí- cula d50 de 3,1 micrometros, e uma distribuição de tamanho de poros, onde os poros tendo um diâmetro menor do que 0,3 micrometros, e de preferência, menor do que 0,2 micrometros, contribuem com menos de 1% do volume total de poros do pó do segundo particulado. As distribuições de tamanhos de poros do primeiro e do segundo pós e os volumes dos poros podem ser medidos através de porosimetria de inclusão de mercú- rio, iniciando a 2413 Pa e então aumentado para 4,1 x 107 Pa, utilizando um Micromeretics model 9520 Autopore IV (ân- gulo de contato 130 °, mercúrio com uma tensão superficial de 0,480 N/m, e correção da compressão de mercúrio aplica- da) . Os pós de alumina escolhidos para uso na produção de um veículo podem impactar as características físicas, tais como a distribuição do tamanho de poros e o volume total de poros do veículo. A redução da percentagem dos volumes de poros do primeiro e do segundo pós de alumina contribuída por poros de menos de 0,3 micrometros, acredita-se que resulte em um veículo com uma quantidade mínima do volume total de poros contribuída por poros pequenos. O material aglutinante de silicato alcalino terro- so metálico poderá ser composto de um silicato alcalino ter- roso metálico, por exemplo, silicato de cálcio ou, de prefe- rência, silicato de magnésio.
Alternativamente ou além do silicato alcalino ter- roso metálico, o material aglutinante de silicato alcalino terroso metálico poderá ser composto de uma combinação de um composto de metal alcalino terroso e um composto de sílica.
Em tal combinação, a relação atômica entre o metal alcalino terroso e a silica, tipicamente está na faixa de 0,5 a 2, mais tipicamente, 0,8 a 1,4, e mais tipicamente, 0,9 a 1,2.
Os compostos alcalino terroso metálicos adequados são sais alcalino terroso metálicos, por exemplo, nitratos ou sulfa- tos, especialmente nitrato de magnésio ou sulfato de magné- sio .
Os compostos de silica adequados são solução de silica, silica precipitada, sílica amorfa, silica amorfa al- calino metálica, o aluminosilicato amorfo alcalino metálico.
Compostos de sílica amorfa são preferidos. A quantidade de material aglutinante alcalino terroso metálico, adequadamen- te poderá estar na faixa de 0,2 a 10% em peso, mais adequa- damente, de 0,2 a 2% em peso, especialmente, de 0,5 a 2% em peso, calculado como o peso total do óxido e do silicato alcalino terroso metálico, como Si02, em relação ao peso to- tal de alfa-alumina na mistura. 0 material aglutinante de silicato alcalino terro- so metálico poderá ou não ser composto, como um componente adicional, de alumina hidratada. Uma alumina hidratada ade- quada é, por exemplo, gipsita, baierita ou diáspora. Uma a- lumina hidratada preferida é a boemita. A quantidade de alu- mina hidratada, adequadamente, poderá estar na faixa de 0,1 a 15% em peso, de 0,2 a 10% em peso, ou de 0,5 a 5% em peso, calculado como o peso de óxido de alumínio, A1203, em rela- ção ao peso total de alfa-alumina na mistura. 0 material aglutinante de silicato alcalino terro- so metálico poderá ou não ser composto de um componente adi- cional, um componente de zircônio, como um componente sólido ou como um componente líquido. Os componentes de zircônio adequados são óxido de zircônio e compostos de zircônio que são convertidos em dióxido de zircônio após a queima. Tais compostos de zircônio poderão ser sais, tais como nitrato de zirconila, sulfato de zirconila, ou carbonato de zirconila básico. A quantidade do componente zircônio, adequadamente, poderá estar na faixa de 0 a 10% em peso, mais adequadamen- te, de 0,2 a 5% em peso, calculado como o peso de dióxido de zircônio (Zr02, em relação ao peso total de alfa-alumina na mistura. O material aglutinante de silicato alcalino terro- so metálico poderá ou não ser composto, como um componente adicional, de um componente de titânio. Componentes de titâ- nio adequados são dióxido de titânio, sulfato de titanila, oxalato de titanila, cloreto de titanila, organotitanatos, e outros compostos que são convertidos em dióxido de titânio após a queima. As aluminas hidratadas, em alguns casos, po- derão ser contaminadas com compostos de titânio e atuarem como uma fonte do componente de titânio. A quantidade de componente de titânio, adequadamente, poderá estar na faixa de 0 a 5% em peso, mais adequadamente, de 0 a 1% em peso, ainda mais adequadamente, de 0,01 a 0,5% em peso, especial- mente, de 0,1 a 0,3% em peso, calculado como o peso de dió- xido de titânio, Ti02, em relação ao peso total de alfa- alumina na mistura.
Em uma realização, o material aglutinante de sili- cato alcalino metálico poderá ser composto de um silicato alcalino metálico, por exemplo, silicato amorfo de sódio ou litio.
Os materiais de cauterizaçâo poderão ser escolhi- dos do grupo de polipropileno, polietilenos, carboidratos, gomas, farinha, proteínas, ligninas, resinas, graxas, álco- ois, e ésteres.
Quando preparando um veículo de alfa-alumina, a quantidade de material de cauterizaçâo, adequadamente poderá estar na faixa de 0,2 a 10% em peso, mais adequadamente, de 0,5 a 5% em peso, em relação ao peso total de alfa-alumina na mistura. A escolha do material de cauterizaçâo é conside- rada como não sendo crítica para a invenção. Na prática des- ta invenção utilizando um veículo de alfa-alumina, nenhum material de cauterizaçâo também poderá não ser utilizado na preparação do veículo.
Também é preferível que as partículas do veículo sejam preparadas na forma de corpos formados, o tamanho dos quais geralmente é determinado pelas dimensões de um reator de epoxidação no qual eles devem ser depositados. Geralmen- te, no entanto, verifica-se ser muito conveniente utilizar- se partículas, tais como corpos formados, na forma de um pó, corpos trapezoidais, cilindros, selas, esferas, rosquinhas e semelhantes. Os cilindros poderão ser sólidos ou ocos, line- ares ou curvos, e eles poderão ter dimensões de comprimento e de seção em corte aproximadamente os mesmos de 5 a 10 mm.
Os corpos formados podem ser formados a partir de mistura por qualquer processo de formação conveniente, como aspersão, secagem por aspersão, aglomeração ou prensagem, mais de preferência, eles sendo formados por extrusão da mistura. Para métodos aplicáveis, é feita referência, por exemplo, a US-A-5145824, US-A-5512530 , US-A- 5384302 , US- A-5100859 e US-A-5733842, que são incorporadas aqui como re- ferência. Para facilitar tais processos de moldagem, especi- almente de extrusão, a mistura, adequadamente, poderá ser composta com até cerca de 30% em peso, e de preferência, de 2 a 25% em peso, com base no peso da mistura, de auxiliares de extrusão e/ou aglutinantes orgânicos. Os auxiliares de extrusão (também referidos pelo termo "auxiliares de proces- samento") e os aglutinantes orgânicos são conhecidos na arte (cf., por exemplo, "Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Te- chnology", 4th edition, Volume 5, pp. 610 ff).
Exemplos adequados podem ser geléia de petróleo, óleo hidrogenado, álcool sintético, éster sintético, glicol, amido, óxido de poliolefina ou polietileno glicol. O ácido bórico também pode ser adicionado na mistura, por exemplo, em uma quantidade de até 0,5% em peso, mais tipicamente, em uma quantidade de 0,01 a 0,5% em peso, com base no peso da mistura. O efeito da presença de ácido bórico poderá ser um teor reduzido de íons alcalino metálicos lixiviáveis no veí- culo após a queima. Poderá ser adicionada na mistura água suficiente para fazer com que a mistura seja extrusável (o termo "peso da mistura", conforme usado daqui por diante, significa o peso da mistura total, mas excluindo o peso de qualquer água adicionada).
Os corpos formados poderão ser secados e queimados em uma temperatura elevada o suficiente para assegurar que as partículas de alumina sejam unidas pela ação de sinteri- zação e/ou pela formação posterior de aglutinados do materi- al aglutinante, se incorporados na mistura. Geralmente, a secagem poderá acontecer entre 20 e 400 0 C, e de preferên- cia, entre 30 e 300 0 C, tipicamente, por um período de até 100 horas e de preferência, de 5 minutos a 50h.
Tipicamente, a secagem é executada até o ponto em que a mistura contenha menos de 2% em peso de água. Geral- mente, a queima acontece em uma temperatura de pelo menos 1250 0 C, de preferência, entre 1250 e 1550 0 C, tipicamen- te, entre 1300 e 1530 0 C, especialmente, entre 1300 e 1520 ° C, tipicamente, por um período de até cerca de 8h, e de preferência, de 2 a 6h. A secagem e a queima poderão ser e- xecutadas em qualquer atmosfera, como ao ar, nitrogênio, ou Helio, ou misturas dos mesmos. De preferência, quando espe- cialmente os corpos formados contém material orgânico, a queima é pelo menos em parte ou inteiramente executada em uma atmosfera oxidante, como em uma atmosfera contendo oxi- gênio . 0 desempenho do catalisador poderá ser melhorado se o veiculo é lavado para remover resíduos solúveis, antes da deposição de outros ingredientes catalíticos sobre o veí- culo. Por outro lado, os veículos não lavados poderão também ser utilizados com sucesso. Um método útil para a lavagem do veiculo é composto da lavagem do veículo de uma forma contí- nua com água desmineralizada, quente, até que a condutivida- de elétrica da água efluente não seja mais reduzida. Uma temperatura adequada para a água desmineralizada está na faixa de 80 a 100 0 C, por exemplo, 90 0 C ou 95 0 C. Poderá ser feita referência a WO-OO / 15333 e a US-B-6368998, que são incorporadas aqui como referência.
Geralmente, o catalisador desta invenção é compos- to de prata como um metal cataliticamente ativo. A atividade catalítica apreciável é obtida utilizando-se um teor de pra- ta do catalisador de pelo menos 10 g/kg, especialmente, pelo menos 50 g/kg, em relação ao peso do catalisador. A prepara- ção dos catalisadores é conhecida na arte e os métodos co- nhecidos são aplicáveis na preparação do catalisador desta invenção. Os métodos para a preparação do catalisador inclu- em a impregnação do veiculo com um composto de prata e a e- xecução de uma redução para formar partículas de prata metá- lica. Os catalisadores tendo um teor de prata relativamente elevado, poderão ser preparados através de impregnação múl- tipla, por exemplo, impregnação dupla ou tripla.
Poderá ser feita referência, por exemplo, a US-A- 5380697, US-A-5739075, US-B-6368998, US- 2002/0010094 Al, EP-A-266015, WO-OO/15334 e WO-OO/15335,' que são incorporadas aqui como referência. A impregnação poderá incluir impregnação com uma solução na qual o pH tem um valor acima de 12, por exemplo 13, como 13,2 ou maior. Isto poderá ser feito pela adição de uma base na solução de impregnação, por exemplo, hidróxido de litio, hidróxido de césio ou um hidróxido de tetraalqui- lamônio, como hidróxido de tetrametilamônio ou hidróxido de tetraetilamônio, em quantidade suficiente. Dependendo da composição da solução de impregnação, uma quantidade de base na faixa de 20 a 70 mols/kg de veiculo, por exemplo, 30, 40, 50 ou 60 mols/kg de veiculo poderá ser suficiente para se conseguir um pH suficientemente elevado. A redução da prata catiônica em prata metálica po- derá ser feita durante a etapa na qual o catalisador é seca- do, de forma que a redução como tal não requer uma etapa se- parada de processo. Isto poderá ser o caso se a solução de impregnação for composta de um agente redutor, por exemplo, um oxalato, conforme descrito nos exemplos aqui posterior- mente . O catalisador, de preferência, é composto de pra- ta, e um outro elemento ou composto do mesmo. Outros elemen- tos poderão ser escolhidos do grupo de nitrogênio, enxofre, fósforo, boro, flúor, metais do grupo IA, metais do grupo IIA, rênio, molibdênio, tungstênio, cromo, titânio, rafinio, zircônio, vanádio, manganês, tálio, tório, tântalo, nióbio, gálio, germânio e misturas dos mesmos. De preferência, os metais do grupo IA são escolhidos de litio, potássio, rubi- dio e césio. Mais de preferência, o metal do grupo IA é li- tio, potássio e/ou césio. De preferência, os metais do grupo IIA são escolhidos de cálcio e de bário. Onde possível, o elemento adicional, adequadamente poderá ser fornecido como um oxi-anion, por exemplo, um sulfato, borato, perrenato, molibdato ou nitrato, na forma de sal ou ácido. É preferível utilizar-se o veículo desta invenção na preparação de um catalisador altamente seletivo. Os cata- lisadores com base em prata altamente seletivos poderão ser compostos, além da prata, de um ou mais dos rênio, molibdê- nio, tungstênio, um metal do grupo IA, e um composto de for- mação de nitrato- ou nitrito-, cada um deles podendo estar presente em uma quantidade de 0,01 a 500 mols/kg, calculado como o elemento (rênio, molibdênio, tungstênio, um metal do grupo IA ou nitrogênio) sobre o catalisador total. Os com- postos de formação de nitrato- ou nitrito- e as escolhas es- peciais de compostos de formação de nitrato- ou nitrito- são conforme definido aqui adiante. O composto de formação de nitrato- ou nitrito- é especialmente um nitrato metálico do grupo IA ou um nitrito metálico do grupo IA. Rênio, molibdênio, tungstênio ou o composto de formação de nitrato- ou nitrito-, adequadamente poderão ser produzidos como um oxi-anion, por exemplo, como um perrenato, molibdato, tungstato ou nitrato, na forma de sal ou ácido.
De interesse especial são os catalisadores alta- mente seletivos que são compostos de rênio, além da prata.
Tais catalisadores são conhecidos da EP-A-266015, US-A- 4761394 e US-A-4766105, que são incorporadas aqui como refe- rência. De forma geral, eles são compostos de prata, rênio ou compostos dos mesmos, ou outro elemento (conforme defini- do aqui anteriormente, especialmente, tungstênio, ou molib- dênio e/ou um metal do grupo IA, especialmente, lítio e/ou césio) além de rênio ou do composto do mesmo, e opcionalmen- te um promotor conjunto de rênio. 0 promotor conjunto de rê- nio poderá ser escolhido de um ou mais dos enxofre, fósforo, boro, e compostos dos mesmos.
As quantidades preferidas dos componentes dos ca- talisadores são, quando calculado como o elemento, em rela- ção ao peso do catalisador: - prata de 10 a 500 g/kg, - rênio de 0,01 a 50 mols/kg, se presente, ou outro elemento ou elementos, se presentes, cada um deles com 0,1 a 500 mols/kg, e, - o promotor conjunto de rênio com 0,1 a 30 mols/kg, se presente.
Com relação a prata, esse metal está presente, de preferência, em uma quantidade de 50 a 500 g/kg, mais de preferência, 50 a 400 g/kg, especialmente, 50 a 350 g/kg, por exemplo, 105 g/kg, ou 120 g/kg, ou 145 g/kg, ou 191 g/kg, ou 200 g/kg, ou 250 g/kg, ou 290 g/kg, ou 310 g/kg. Rênio, de preferência, poderá estar presente em uma quanti- dade de 0,1 a 10 mols/kg, por exemplo, 2 mmols/kg, ou 3 mmols/kg, ou 5 mmols/kg. Outro elemento ou elementos, cada um deles poderá estar presente em uma quantidade preferida de 0,5 a 100 mmols/kg. Por exemplo, o tungstênio poderá ti- picamente estar presente em uma quantidade na faixa de 0,5 a 20 mmols/kg, como 1 mol/kg, ou 1,5 mmols/kg, ou 5 mmols/kg, ou 15 mmols/kg; o molibdênio, tipicamente poderá estar pre- sente em uma quantidade na faixa de 1 a 40 mmols/kg, como 2,3 mmols/kg, ou 12 mols/kg, ou 25 mmols/kg; e o metal alca- lino, cada um deles tipicamente poderá estar presente em uma quantidade de 5 a 100 mmols/kg. Quantidades adequadas de lí- tio são, por exemplo, 5 mmols/kg, ou 10 mmols/kg, ou 22 mmols/kg, ou 30 mmols/kg, ou 40 mmols/kg, ou 50 mmols/kg.
Quantidades adequadas de césio, por exemplo, são 5 mmols/kg, ou 5,3 mmols/kg, ou 5,4 mmols/kg, ou 6,1 mmols/kg, ou 6,2 mmols/kg, ou 6,4 mmols/kg, ou 7,2 mmols/kg, ou 7,5 mmols/kg, ou 10 mmols/kg, ou 15 mmols/kg, ou 33 mmols/kg, ou 47 mmols/kg.
Apesar do processo atual de epoxidação poder ser executado de várias formas, é preferível que ele seja execu- tado como um processo em fase gasosa, isto é, um processo no qual a alimentação é contatada na fase gasosa com o catali- sador que está presente como um material sólido, tipicamente em um leito de recheio. Geralmente, o processo é executado como um processo contínuo. A olefina para uso no processo atual de epoxidação poderá ser qualquer olefina, como uma olefina aromática, por exemplo, estireno, ou uma diolefina, conjugada ou não, por exemplo,1.9-decadieno ou 1,3-butadieno. Poderão ser utiliza- das misturas de olefinas. Tipicamente, a olefina é uma mono- olefina, por exemplo, 2-buteno ou isobuteno. De preferência, a olefina é uma mono-alfa-olefina, por exemplo, 1-buteno ou propileno. A olefina mais preferida é etileno. A concentração de olefina na alimentação poderá ser escolhida dentro de uma larga faixa.
Tipicamente, a concentração de olefina na alimen- tação será no máximo de 80% em mols, em relação a alimenta- ção total. De preferência, ela estará na faixa de 0,5 a 70% em mols, especialmente, de 1 a 60% em mols, na mesma base.
Conforme usado aqui, a alimentação é considerada como sendo a composição que é contatada com o catalisador. O processo atual de epoxidação poderá ser baseado em ar ou baseado em oxigênio, ver "Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology" 3rd edition, volume 9,1980, pp. 445 - 447.
No processo baseado em ar o ar enriquecido com o- xigênio é utilizado como a fonte do agente oxidante, enquan- to que nos processos baseados em oxigênio de alta pureza (pelo menos 95% em mols) o oxigênio é utilizado como a fonte do agente oxidante. Atualmente, a maioria das plantas de e- poxidação são baseadas em oxigênio e esta é uma realização preferida da invenção atual. A concentração de oxigênio na alimentação poderá ser escolhida dentro de uma larga faixa.
No entanto, na prática, o oxigênio geralmente é aplicado em uma concentração que evita o regime inflamável.
Tipicamente, a concentração do oxigênio aplicado estará den- tro da faixa de 1 a 15% em mols, mais tipicamente, de 2 a 12% em mols da alimentação total.
Para permanecer fora do regime inflamável, a con- centração de oxigênio na alimentação poderá ser reduzida quando a concentração de olefina é aumentada. As faixas de operação reais seguras dependem, juntamente com a composição de alimentação, também das condições de reação, tais como a temperatura e a pressão de reação.
Um modificador de reação poderá estar presente na alimentação para aumentar a seletividade e eliminar a oxida- ção indesejável de olefinas ou óxido de olefinas em dióxido de carbono e água, em relação a formação desejada de óxido de olefina. Vários compostos orgânicos, especialmente halo- genetos orgânicos e compostos de nitrogênio orgânicos, pode- rão ser utilizados como o modificador de reação. Óxidos de nitrogênio, hidrazina, hidroxilamina ou amônia poderão ser utilizados também. Com freqüência, é considerado que nas condições de operação de epoxidação de olefina os modifica- dores de reação contendo nitrogênio são precursores de ni- tratos ou nitritos, isto é, eles são os assim chamados com- postos de formação de nitrato- ou nitrito- (cf. eg. EP-A- 3642 e a US-A-4822900, que são incorporadas aqui como refe- rência) .
Os halogenetos orgânicos são os modificadores pre- feridos de reação, especialmente os brometos orgânicos, e mais especialmente os cloretos orgânicos. Os halogenetos or- gânicos preferidos são cloro-hidrocarbonetos ou bromo- hi- drocarbonetos. Mais de preferência, eles são escolhidos do grupo de cloreto de metila, cloreto de etila, dicloreto de etileno, dibrometo de etileno, cloreto de vinila ou uma mis- tura dos mesmos. Modificadores de reação mais preferidos são cloreto de etila e dicloreto de etileno. Óxidos de nitrogênio adequados são da fórmula ge- ral NO*, onde x está na faixa de 1 a 2, e inclui, por exem- plo, NO, N2O3 e N2O4. Os compostos orgânicos de nitrogênio a- dequados são nitro compostos, compostos nitrosos, aminas, nitratos e nitritos, por exemplo, nitrometano, 1- nitropropano ou 2-nitropropano. Em realizações preferidas, os compostos de formação d- nitrato- ou nitrito-, como por exemplo, óxidos de nitrogênio e/ou compostos orgânicos de nitrogênio, são utilizados em conjunto com um halogeneto or- gânico, especialmente um cloreto orgânico.
Os modificadores de reação geralmente são efetivos quando utilizados em baixa concentração na alimentação, por exemplo, até 0,1% em mols, em relação a alimentação total, por exemplo, de 0,01 x 104 a 0,01% em mols. Especialmente, quando a olefina é etileno, é preferível que o modificador de reação esteja presente na alimentação em uma concentração de 0,1 x 104 a 50 x 104 % em mols, especialmente, de 0,3 x 104 a 30 x 104% em mols, em relação a alimentação total.
Alem da olefina, oxigênio e o modificador de rea- ção, a alimentação poderá conter um ou mais componentes op- cionais, tais como dióxido de carbono, gases inertes e hi- drocarbonetos saturados. O dióxido de carbono é um subprodu- to no processo de epoxidação. Todavia, o dióxido de carbono geralmente tem um efeito adverso sobre a atividade do cata- lisador. Tipicamente, é evitada uma concentração de dióxido de carbono na alimentação além de 25% em mols, de preferên- cia, além de 10% em mols, em relação a alimentação total.
Poderá ser utilizada uma concentração de dióxido de carbono tão baixa quanto 1% em mols ou menor, em relação a alimenta- ção total. Uma concentração adequada de monóxido de carbono poderá estar na faixa de 0,2 a 0,8% em mols, por exemplo, 0,5% em mols, em relação a alimentação total. Os gases iner- tes, por exemplo, nitrogênio ou argônio, poderão estar pre- sentes na alimentação em uma concentração de 30 a 90% em mols, tipicamente, de 40 a 80% em mols. Hidrocarbonetos sa- turados adequados são metano e etano. Se os hidrocarbonetos saturados estão presentes, eles poderão estar presentes em uma quantidade de até 80% em mols, em relação a alimentação total, especialmente com até 75% em mols. Com freqüência, eles estão presentes em uma quantidade pelo menos de 30% em mols, com mais freqüência, pelo menos 40% em mols. Os hidro- carbonetos saturados poderão ser adicionados na alimentação para aumentar o limite de flamabilidade de oxigênio. 0 processo de epoxidação poderá ser executado uti- lizando-se temperaturas de reação escolhidas de uma larga faixa. De preferência, a temperatura da reação está na faixa de 150 a 325°C, mais de preferência, na faixa de 180 a 300°C. O processo de epoxidação, de preferência, é execu- tado em uma pressão de entrada no reator na faixa de 1000 a 3500 kPa. "GHSV" ou velocidade espacial horária gasosa é a unidade de volume de gás na temperatura e pressão normal (a 0 0 C, 1 atmosfera, isto é 101,3 kPa) passando sobre uma u- nídade de volume de recheio de catalisador por hora. De pre- ferência, quando o processo de epoxidação é um processo em fase gasosa envolvendo um leito de recheio de catalisador, o GHSV está na faixa de 1500 a 10.000 NI/ (l.h). De preferên- cia, o processo é executado com uma vazão de trabalho na faixa de 0,5 a 10 kmols de óxido de olefina produzidos por m3 de catalisador por hora, especialmente, 0,7 a 8 kmols de óxido de olefina produzida por m3 de catalisador por hora, por exemplo, 5 kmols de óxido de olefina produzidos por m3 de catalisador/hr. Conforme usado aqui, a vazão de trabalho é a quantidade de óxido de olefina produzida por unidade de volume de catalisador por hora e a seletividade é a quanti- dade molar de óxido de olefina formado em relação a quanti- dade molar de olefina convertida. O óxido de olefina produzido poderá ser recuperado da mistura da reação utilizando-se métodos conhecidos na ar- te, como por exemplo, através de absorção do óxido de olefi- na de uma corrente de saida do reator em água e opcionalmen- te, a recuperação do óxido de olefina da solução aquosa, a- través de destilação. Pelo menos uma porção da solução aquo- sa contendo o óxido de olefina poderá ser aplicada em um processo posterior para a conversão do óxido de olefina em um 1,2-diol ou um 1,2-diol éter. 0 óxido de olefina produzido no processo de epoxi- dação poderá ser convertido em um 1,2-diol, um 1,2-diol é- ter, ou uma alcanolamina. Como esta invenção leva a um pro- cesso mais atraente para a produção do óxido de olefina, ela simultaneamente leva a um processo mais atraente que é com- posto da produção de óxido de olefina de acordo com a inven- ção e o uso posterior do óxido de olefina obtido na fabrica- ção de 1,2-diol, 1,2-diol éter, e/ou alcanolamina. A conversão em 1,2-diol ou 1,2-diol éter poderá ser composta, por exemplo, da reação de óxido de olefina com água, adequadamente utilizando um catalisador acidulado ou básico. Por exemplo, para produzir predominantemente o 1,2- diol e menos 1,2-diol éter, o óxido de olefina poderá ser reagido com um excesso 10 vezes molar de água, em uma reação em fase liquida na presença de um catalisador ácido, como por exemplo, 0,5 -1% em peso de ácido sulfúrico, baseado na mistura total da reação, a 50 - 70 0 C a 1 bar absoluto, ou em uma reação em fase gasosa a 130 - 240 0 C e 20 - 40 bar absoluto, de preferência, na ausência de um catalisador. Se a proporção de água é reduzida, a proporção de 1,2-diol éte- res na mistura da reação é aumentada. Os 1,2- diol éteres assim produzidos poderão ser um di-éter, tri-éter e, tetra- éter ou um éter subseqüente. Éteres 1,2-diol alternativos poderão ser prepara- dos convertendo-se o óxido de olefina com um álcool, especi- almente um álcool primário, como metanol ou etanol, através da substituição pelo menos de uma porção da água pelo álcool. A conversão em alcanolamina poderá ser composta, por exemplo, da reação do óxido de olefina com amônia. A a- mônia anidra ou aquosa poderá ser utilizada, apesar da amô- nia anidra ser tipicamente usada para favorecer a produção de mono-alcanolamina. Para métodos aplicáveis na conversão do óxido de olefina em alcanolamina, poderá ser feita refe- rência a, por exemplo, US-A-4845296, que é incorporada aqui como referência. 0 1,2-diol e o 1,2-diol éter poderão ser usados em uma grande variedade de aplicações industriais, por exemplo, nos campos de alimentos, bebidas, tabaco, cosméticos, polí- meros termoplásticos, sistemas de resina curável, detergen- tes, sistemas de transferência de calor, etc. A alcanolamina poderá ser usada, por exemplo, no tratamento {"adoçamento") de gás natural. A não ser que seja especificado de outra forma, os compostos orgânicos de baixo peso molecular mencionados a- qui, por exemplo, as olefinas, 1,2-dióis, 1,2-diol éteres, alcanolaminas e modificadores de reação, tipicamente têm no máximo 40 átomos de carbono, mais tipicamente, no máximo 20 átomos de carbono, especialmente, no máximo 10 átomos de carbono, mais especíalmente, no máximo 6 átomos de carbono.
Conforme definido aqui, as faixas para o número de átomos de carbono (isto é número de carbono) incluem os números espe- cificados para os limites das faixas.
Tendo sido descrita a invenção de forma genérica, um melhor entendimento poderá ser obtido por referência ao seguintes exemplos, que são apresentados para fins de ilus- tração somente e não se destinam a ser limitantes, a não ser que seja especificado de outra forma.
EXEMPLOS EXEMPLO 1 - Preparação de veículos Um veiculo (designado daqui por diante como "veícu- lo A") foi produzido misturando-se os seguintes ingredientes: 1. 75,8 partes por peso (pbw) de uma alfa-alumina com dso de 21 micrometros; 2. 20 pbw de uma alfa-alumina com d50 de 3 microme- tros; 3. 3 pbw de boemita, calculada como A1203; 4. 0,2 pbw de silicato de magnésio, calculado como MgSi03; e 5. 1 pbw de óxido de zircônio.
Foram adicionadas a esta mistura 10% em peso, em relação ao peso da mistura, de geléia de petróleo e 8% em peso, em relação ao peso da mistura, de amido e 0,1% em pe- so, em relação ao peso da mistura, de ácido bórico. A água foi então adicionada em uma quantidade para tornar a mistura extrusável e esta mistura foi então extrusada para formar corpos formados na forma de cilindros ocos que têm cerca de 6 mm de diâmetro e 6 mm de comprimento. Estes foram então secados e queimados em um forno a 1480 ° C durante 5h com ar para produzir o veículo A. Com relação aos procedimentos se- guidos na preparação deste veículo, poderá ser feita refe- rência a US 2003/0162984-A1.
Um segundo veículo (daqui por diante "veículo B") foi preparado com o mesmo procedimento que o veículo A, ex- ceto que foram utilizadas 75,8 partes por peso (pbw) de uma alfa-alumina com d50 de 15 micrometros, ao invés de alfa- alumina com d50 de 21 micrometros.
Um terceiro veículo (daqui por diante "veículo C") foi preparado pelo mesmo procedimento do veículo A, exceto que: - não foi utilizado nenhum dióxido de zircônio; - foram utilizadas 76,8 partes por peso (pbw) de uma alfa-alumina com d50 de 15 micrometros, ao invés de uma alfa- alumina com d50 de 21 micrometros; e - a queima foi executada a 1510 0 C, durante 5h, ao invés de a 1480 ° C.
Para fins comparativos, foi preparado um quarto veiculo (daqui por diante "veiculo D") de acordo com o pro- cesso conforme descrito para o "veículo A" nos exemplos da US 2003/0162984.
Para fins comparativos, foi preparado um quinto veículo (daqui por diante "veiculo E") pelo mesmo procedi- mento do veículo A, exceto que: - não foi utilizada nenhuma boemita; - foram utilizadas 68,8 partes por peso (pbw) de uma alfa- alumina com d50 de 31 micrometros, ao invés de uma alfa- alumina com d50 de 21 micrometros; - foram utilizadas 30 partes por peso (pbw) de uma alfa-alumina com d50 de 3 micrometros, ao invés de 20 pbw; e - a queima foi executada a 1450 ° C, durante 5h, ao invés de ser a 1480 0 C.
Os veículos apresentaram as características con- forme indicado na tabela 1. A distribuição de tamanho de po- ros é especificada como a fração volumétrica (percentagem em volume) dos poros tendo diâmetros nas faixas específicas (< 0, I micrometros, 0,1 - 10 micrometros, 0,1 - 0,3 microme- tros, 0,2 - 0,3 micrometros, 0,3 - 10 micrometros, 5-10 micrometros, e > 10 micrometros) em relação ao volume total de poros. "O volume de poros" representa o volume total de poros. "d$0" representa o diâmetro médio de poros. ο \—I ι £ ro m lo LO 3- OJ 00 Ln Η CN -X ο ^^ g <ΰ Λ 3 cs οο οο οο οο g-------------------------- 3 Η ο 0 Η > I οο 0\ο ^ Ê Ν LO U1 ΚΙ ο ^ ο 3- cr> σι <3 ο ο S~ ο ο a 1 (Μ <η - £ » <=° .¾ Ο 3 CM rH CM Η Ή --------------------------(0 Ο ^ ο X! π Η C ' Ο to 9 (¾ Β 1 (0 1-1 - (U
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<U U 1 o „ p ’γΜ I—t * * — d) 3 * * ^ * > U < p O Q W + * EXEMPLO 2- preparação de catalisadores Uma solução de estoque de prata-amina-oxalato foi preparada através do seguinte procedimento: 415 g de hidróxido de sódio grau reagente foram dissolvidas em 2.340 ml de água desionizada e a temperatura foi ajustada a 50 0 C. 1699 g de nitrato de prata "Spectropure" de alta pureza foram dissolvidas em 2100 ml de água desionizada e a temperatura foi ajustada a 50 0 C. A solução de hidróxido de sódio foi adicionada lentamente na solução de nitrato de prata, com agitação, en- quanto se mantinha uma temperatura da solução em 50 0 C. Es- ta mistura foi agitada durante 15 minutos, e então a tempe- ratura foi reduzida para 40 ° C. A água foi removida do precipitado criado na etapa de mistura e foi medida a condutividade da água, que conti- nha ions de sódio e nitrato. Uma quantidade de água deioni- zada fresca igual a quantidade removida foi adicionada de volta para a solução de prata. A solução foi agitada durante 15 minutos a 40 0 C. O processo foi repetido até que a con- dutividade da água removida ficou menor do que 10 pmho/cm.
Foram então adicionados 1.500 ml de água deionizada fresca.
Foram adicionadas 630 g de di-hidrato de ácido o- xálico de alta pureza em incrementos de aproximadamente 100 g. A temperatura foi mantida a 40 0 CeopH foi mantido o acima de 7,8. A água foi removida desta mistura para deixar uma suspensão altamente concentrada contendo prata. A suspensão de oxalato de prata foi resfriada a 30 0 C.
Foram adicionadas 699 g de etilenodiamina a 92% em peso (8% de água deionizada) enquanto se mantinha uma tempe- ratura não maior do que 30 ° C. A solução final foi utiliza- da como uma solução de impregnação de prata de estoque para a preparação dos catalisadores.
Os veículos A, B, C, D, e E, preparados de acordo com o exemplo 1, foram utilizados para a produção de catali- sadores de prata, como se segue, para formar o catalisador A (de acordo com a invenção), o catalisador B (de acordo com a invenção), o catalisador C (de acordo com a invenção), o ca- talisador D (para comparação), e o catalisador E (para com- paração) , respectivamente. As cargas reais de prata e césio foram especificadas na tabela II, aqui a seguir. Os catali- sadores A, B, C, D, e E também continham 2,8 mmols de rê- nio/kg de catalisador,12 mmols de lítio/kg de catalisador, e 0,6 mmols de tungstênio/kg de catalisador.
Catalisador A (de acordo com a invenção): 0 catalisador A foi preparado em duas etapas de impregnação.
Em 191 g de solução de impregnação de estoque com gravidade especifica de 1,548 g/ml foram adicionados 13,0 g de água, resultando em uma solução com uma gravidade especí- fica de 1,496 g/ml. Um vaso contendo 120 g do veículo A foi evacuado até 20 mm de Hg durante 1 minuto e a solução de im- pregnação foi adicionada no veículo A enquanto estava sob vácuo, e então o vácuo foi liberado e o veículo foi deixado em contato com o líquido durante 3 minutos. O veículo A im- pregnado foi então centrifugado a 500 rpm durante 2 minutos para remover o excesso de líquido.
Grânulos do veículo A impregnado foram colocados em um vibrador e secados em fluxo de ar com uma vazão de 16,2 ΝΙ/hr a 250 0 C durante 5,5 minutos. O precursor de ca- talisador seco resultante continha aproximadamente 17,2% em peso de prata. O precursor do catalisador A seco foi então im- pregnado com uma segunda solução que foi preparada misturan- do-se 191,0 g de solução de estoque de prata com gravidade específica de 1,548 g/ml com uma solução de 0,2980 de perre- nato de amônio em 2 g de etilenodiamina/água 1:1 (pe- so/peso), 0,0594 g de metatungstato de amônio dissolvidas em 2 g de amônia/água 1:1 e 0,3283 g de nitrato de lítio dis- solvidas em água. Foi adicionada água para ajustar a gravi- dade específica da solução em 1,496 g/ml. 50 g de tal solu- ção dopada foram misturadas com 0,1830 g de solução de hi- dróxido de césio a 46,07% em peso.
Esta solução de impregnação final foi utilizada para preparar o catalisador A. Um vaso contendo 30 g do pre- cursor do catalisador A foi evacuado até 20 mm de Hg durante um minuto e a solução final de impregnação foi adicionada enquanto estava ainda sob vácuo, e então o vácuo foi libera- do e o precursor foi deixado em contato com o líquido duran- te 3 minutos. 0 precursor impregnado foi então centrifugado a 500 rpm durante 2 minutos para a remoção do excesso de lí- quido. Grânulos do catalisador A foram colocados em um vi- brador e secados em fluxo de ar com uma vazão de 16,2 NI /h a 250 ° C durante 5,5 minutos.
Catalisador B (de acordo com a invenção): 0 catalisador B foi preparado da mesma forma que o catalisador A, utilizando-se 120 g do veiculo B. A gravidade específica da solução de impregnação na primeira impregnação era de 1,563. 0 precursor do catalisador B seco foi então im- pregnado com uma segunda solução que foi preparada misturan- do-se 194,0 g de solução de estoque de prata com gravidade específica de 1,563 g/ml com uma solução de 0,3160 de perre- nato de amônio em 2 g de etilenodiamina/água 1:1 (pe- so/peso), 0,0620 g de metatungstato de amônio dissolvidas em 2 g de amônia/água 1:1 e 0,3481 g de nitrato de lítio dis- solvidas em água. Foi adicionada água para ajuste da gravi- dade especifica da solução para 1,521 g/ml. A água total a- dicionada foi de 10,0 g. 50 g de tal solução dopada foram misturadas com 0,1827 g de solução de hidróxido de césio a 46,07% em peso. Esta solução de impregnação final foi utili- zada para preparar o catalisador B.
Catalisador C (de acordo com a invenção): Foi preparado o catalisador C da mesma forma que o catalisador A, utilizando-se 120 g do veículo C. A gravidade específica da solução de impregnação na primeira impregnação era de 1,552. O precursor do catalisador C seco foi então impregnado com uma segunda solução foi feita misturando-se 232 g de solução de estoque de prata com gravidade específi- ca de 1,552 g/mla, com uma solução de 0,4077 g de perrenato de amônio em 2 g de etilenodiamina/água 1:1 (peso/peso), 0,0812 g de metatungstato de amônio dissolvidas em 2 g de amônia/água 1:1 e 0,4491 g de nitrato de litio dissolvidas em água. Foi adicionada água para ajuste da gravidade espe- cifica da solução para 1,511 g/ml. A água total adicionada foi de 11,9 g. 50 g de tal solução dopada foram misturadas com 0,2534 g de solução de hidróxido de césio a 46,07% em peso. Esta solução final de impregnação foi utilizada para preparar o catalisador C.
Catalisador D (comparativo): 0 catalisador D foi preparado da mesma forma que o catalisador A, utilizando-se 120 g do veiculo D. A gravidade especifica da solução de impregnação na primeira impregnação era de 1,529 g/ml. O precursor do catalisador D seco foi en- tão impregnado com uma segunda solução que foi feita mistu- rando-se 199,3 g de solução de estoque de prata com gravida- de especifica de 1,548 g/ml com uma solução de 0,3370 g de perrenato de amônio em 2 g de etilenodiamina/água 1:1 (pe- so/peso), 0,0671 g de metatungstato de amônio dissolvidas em 2 g de amônia/água 1:1 e 0,3713 g de nitrato de litio dis- solvidas em água. Foi adicionada água para ajuste da gravi- dade específica da solução para 1,529 g/ml. A água total a- dicionada foi de 4,7 g. 50 g de tal solução dopada foram misturadas com 0,2435 g de solução de hidróxido de césio a 46,07% em peso. Esta solução final de impregnação foi utili- zada para preparar o catalisador D.
Catalisador E (comparativo): O catalisador E foi preparado da mesma forma que o catalisador A, utilizando-se 120 g do veículo B. A gravidade específica da solução de impregnação na primeira impregnação era de 1,527 g/ml. 0 precursor do catalisador E seco foi en- tão impregnado com uma segunda solução que foi feita mistu- rando-se 199,0 g de solução de estoque de prata com gravida- de específica de 1,548 g/ml com uma solução de 0,3218 g de perrenato de amônio em 2 g de etilenodiamina/água 1:1 (pe- so/peso}, 0,0641 g de metatungstato de amônio dissolvidas em 2 g de amônía/água 1:1 e 0,3545 g de nitrato de lítio dis- solvidas em água. Foi adicionada água para o ajuste da gra- vidade específica da solução em 1,527 g/ml. A água total a- dicionada foi de 5,0 g. 50 g de tal solução dopada foram misturadas com 0,2093 g de solução de hidróxido de césio a 46,07% em peso. Esta solução final de impregnação foi usada para a preparação do catalisador E. EXEMPLO 3 - Teste de catalisadores Os catalisadores foram utilizados para produzirem óxido de etileno a partir de etileno e oxigênio. Para fazer isto, o catalisador triturado foi colocado em um tubo de aço inoxidável na forma de U. 0 tubo foi imerso em um banho de metal fundido (meio de aquecimento) e as extremidades foram conectadas a um sistema de fluxo de gás. 0 peso do catalisa- dor usado e a vazão de entrada de gás (0,28 ΝΙ/min) foram ajustados para produzirem uma velocidade espacial horária de gás de 3300 NI/(l.h), conforme calculado para o catalisador não triturado. A pressão de entrada do gás era de 1550 kPa (absoluta). A mistura gasosa que foi passada através do leito catalítico, em uma operação "de uma só passagem", durante a corrida inteira de teste, incluindo a partida, consistiu de 30,0% em volume de etileno, 8,0% em volume de oxigênio, 5,0% em volume de dióxido de carbono, 57% em volume de nitrogênio e 1,0 a 6,0 partes por milhão por volume (ppmv) de cloreto de etila. A temperatura inicial do reator era de 180 C, e ela foi elevada em patamares de 10 ° C/hr até 225 0 C e en- tão foi ajustada para produzir um teor constante de óxido de etileno de 3,1% em volume na corrente de saída de gás e uma concentração de cloreto de etila de 1,3 ppmv. Os dados de desempenho neste nível de conversão usualmente são obtidos para a seletividade do pico inicial. Dependendo do catalisa- dor usado e dos parâmetros do processo de epoxidação de ole- fína, o tempo requerido para alcançar a seletividade do pico inicial, que é a seletividade mais elevada alcançada no es- tágio inicial do processo, poderá variar. Por exemplo, a se- letividade inicial de pico de um processo poderá ser obtida após somente 1 ou 2 dias de operação ou poderá ser obtida após, por exemplo, 1 mês de operação. No teste dos catalisa- dores A, B, C, D e E, a atividade e a seletividade foram também medidas durante uma operação continuada. Os resulta- dos obtidos após uma produção cumulativa de óxido de etileno de 0,5 ktons/m3 e lkton/m3 de catalisador são também regis- trados na tabela XII.
Uma vantagem da invenção atual é que os catalisa- dores feitos de acordo com esta invenção apresentam uma se- letividade inicial aumentada nos mesmos níveis de produção de óxido de etileno. A invenção atual também apresenta uma estabilidade melhorada.

Claims (35)

1. Catalisador que consiste em um veiculo e prata depositada sobre o veiculo, CARACTERIZADO pelo fato de o ve- ículo consistir em pelo menos 85% em peso de alfa-alumina e ter uma área superficial pelo menos de 1,3 m2/g, um diâmetro médio de poros de mais de 0,8 micrometros, e uma distribui- ção de tamanho de poros onde pelo menos 80% do volume total de poros está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros, e pelo menos 80% do volume de poros conti- do nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros estão contidos em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 micrometros.
2. Catalisador, conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do veiculo ter uma distribuição de tamanho de poros tal que pelo menos 90% do volume total de poros está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros; pelo menos 90% do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 mi- crometros; os poros com diâmetros maiores do que 10 microme- tros representarem menos de 10% do volume total de poros; e os poros com diâmetros menores do que 0,3 micrometros repre- sentarem menos de 10% do volume total de poros.
3. Catalisador, conforme definido na reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato dos poros com diâmetros maiores do que 10 micrometros, representarem no máximo 8% do volume total de poros; e os poros com diâmetros menores do que 0,3 micrometros representarem no máximo 3% do volume total de poros .
4. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-3, CARACTERIZADO pelo fato do veiculo ter um diâmetro médio de poros no máximo de 2 micrometros, um volume total de poros na faixa de 0,25 a 0,8 mm/g, e uma á- rea superficial no máximo de 5 m2/g, especialmente o veículo tendo um diâmetro médio de poros na faixa de 0,85 a 1,9 mi- crometros, um volume total de poros na faixa de 0,3 a 0,7 ml/g e uma área superficial na faixa de 1,3 a 3 m2/g.
5. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-4, CARACTERIZADO pelo fato do veículo ter um volume total de poros no máximo de 0,6 ml/g.
6. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-5, CARACTERIZADO pelo fato do veículo con- sistir em pelo menos 95% em peso de alfa-alumina e o veiculo ter um diâmetro médio de poros na faixa de 0,9 a 1,8 micro- metros, uma absorção na faixa de 0,3 a 0,7 g/g, e uma área superficial na faixa de 1,4 m2/g a 2,5 m2/g.
7. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-6, CARACTERIZADO pelo fato do veículo ter uma absorção de água no máximo de 0,6 g/g.
8. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-7, CARACTERIZADO pelo fato da prata ser de- positada sobre o veículo em uma quantidade de 10 a 500 g/kg, e especialmente, 50 a 400 g/kg, mais especialmente, 50 a 350 g/kg, em relação ao peso do catalisador.
9. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-8, CARACTERIZADO pelo fato do veiculo con- sistir em alumina e um material aglutinante.
10. Catalisador, conforme definido na reivindica- ção 9, CARACTERIZADO pelo fato do veiculo ter um teor de al- fa-alumina pelo menos de 95% em peso, e onde o material a- glutinante consiste em um material aglutinante de silicato alcalino terroso metálico.
11. Catalisador, conforme definido na reivindica- ção 10, CARACTERIZADO pelo fato do material aglutinante con- sistir ainda em um ou mais componentes adicionais, escolhi- dos de alumina hidratada, um componente de zircônio e um componente de titânio.
12. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-11, CARACTERIZADO pelo fato de consistir, depositado sobre o veiculo, além da prata, em um ou mais e- lementos adicionais escolhidos do grupo de nitrogênio, enxo- fre, fósforo, boro, flúor, metais do grupo IA, ou metais do grupo IIA, rênio, molibdênio, tungstênio, cromo, titânio, rafinio, zircônio, vanádio, manganês, tálio, tório, tântalo, nióbio, gálio e germânio, e misturas dos mesmos.
13. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-12, que consiste, depositado sobre o veicu- lo, além da prata, em um ou mais dos rênio, molibdênio, tungstênio, metais do grupo IA, e compostos de formação de nitrato- ou nitrito-.
14. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-13, CARACTERIZADO pelo fato de consistir em rênio depositado sobre o veiculo, além da prata, e opcional- mente de um co-promotor de rênio escolhido de um ou mais de enxofre, fósforo, boro, e compostos dos mesmos.
15. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 12-14, CARACTERIZADO pelo fato dos metais do grupo IA serem um ou mais de litio, potássio, rubidio e cé- sio .
16. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-15, CARACTERIZADO pelo fato do veiculo ter uma distribuição de tamanho de poros tal que pelo menos 75%, especialmente pelo menos 80%, do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros estar contido em poros com diâmetros na faixa de 0,4 a 10 microme- tros .
17. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-16, CARACTERIZADO pelo fato do veiculo ter uma distribuição de tamanho de poros tal que os poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros representam mais de 90% do volume total de poros e pelo menos 15% do volume de poros contido nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros estão contidos em poros com diâmetros na fai- xa de 5 a 10 micrometros.
18. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 1-17, CARACTERIZADO pelo fato do veiculo es- tar na forma de corpos formados queimados em uma temperatu- ra de pelo menos 1250 ° C.
19. Catalisador, que consiste em um veiculo e pra- ta depositada sobre o veiculo, cujo veiculo é CARACTERIZADO pelo fato de consistir em um material aglutinante e pelo me- nos 85% em peso de alfa-alumina, e ter uma área superficial pelo menos de 1 m2/g, um diâmetro médio de poros de mais de 0,8 micrometros, e uma distribuição de tamanho de poros onde pelo menos 80% do volume total de poros estão contidos em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros, e pelo menos 80% do volume de poros contidos nos poros com diâme- tros na faixa de 0,1 a 10 micrometros estão contidos em po- ros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 micrometros.
20. Catalisador, que consiste em um veiculo e pra- ta depositada sobre o veiculo, cujo veiculo é CARACTERIZADO pelo fato de estar na forma de corpos formados queimados em uma temperatura pelo menos de 1250 ° C, consistindo pelo me- nos em 85% em peso de alfa-alumina, e tem uma área superfi- cial pelo menos de 1 m2/g, um diâmetro médio de poros de mais de 0,8 micrometros, e uma distribuição de tamanho de poros onde pelo menos 80% do volume total de poros estão contidos em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micro- metros e pelo menos 80% do volume de poros contidos nos po- ros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros estão contido em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 microme- tros .
21. Catalisador, que consiste em um veiculo e pra- ta depositada sobre o veiculo, cujo veiculo é CARACTERIZADO pelo fato de consistir em pelo menos 85% em peso de alfa- alumina e ter uma morfologia diferente de plaquetas, uma á- rea superficial pelo menos de 1 m2/g, um diâmetro médio de poros de mais de 0,8 micrometros, e uma distribuição de ta- manho de poros onde pelo menos 80% do volume total de poros está contido em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 mi- crometros, e pelo menos 80% do volume de poros contidos nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros estão contidos em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 micro- metros .
22. Catalisador, que consiste em um veiculo e pra- ta depositada sobre o veículo, cujo veículo é CARACTERIZADO pelo fato de ter uma área superficial pelo menos de 1 m2/g, uma absorção de água pelo menos de 0,6 g/g, um diâmetro mé- dio de poros de mais de 0,8 micrometros, e uma distribuição de tamanho de poros, onde pelo menos 80% do volume total de poros estão contidos em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros, e pelo menos 80% do volume de poros conti- dos nos poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros estão contidos em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 micrometros.
23. Catalisador, conforme definido em qualquer das reivindicações 19-22, CARACTERIZADO pelo fato da área super- ficial ser pelo menos de 1,3 m2/g.
24. Processo para a preparação de um catalisador, CARACTERIZADO pelo fato do processo ser composto de: a) seleção de um veículo que tenha uma área super- ficial pelo menos de 1,3 m2/g, um diâmetro médio de poros maior do que 0,8 micrometros, e uma distribuição de tamanho de poros, onde pelo menos 80% do volume total de poros estão contidos em poros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micro- metros, e pelo menos 80% do volume de poros contidos nos po- ros com diâmetros na faixa de 0,1 a 10 micrometros estão contidos em poros com diâmetros na faixa de 0,3 a 10 micro- metros, e b) a deposição da prata sobre o veiculo.
25. Processo conforme definido na reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que o veiculo é obtido atra- vés de um método que é composto da formação de uma mistura que consiste em: a) 50 a 95% em peso de um primeiro particulado de alfa-alumina tendo um tamanho médio de partícula (d5o) de 5 a 100 micrometros; b) 5 a 50% em peso de um segundo particulado de alfa-alumina tendo um dso que é menor do que o d5o do primei- ro particulado de alfa-alumina e que está na faixa de 1 a 10 micrometros; e c) um material aglutinante de silicato alcalino terroso metálico; a percentagem por peso sendo baseada no peso total de alfa-alumina na mistura; e a queima da mistura para for- mar o veículo.
26. Processo, conforme definido na reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de - o veículo ter um teor de alfa-alumina de pelo menos de 95% em peso, - a mistura consistir em: a) 60 a 90% em peso, em relação ao peso total de alfa-alumina na mistura, de um primeiro particulado de alfa- alumina tendo um tamanho médio de partícula (d50) de 10 a 40 micrometros; b) 10 a 40% em peso, em relação ao peso total de alfa-alumina na mistura, de um segundo particulado de alfa- alumina tendo um tamanho médio de partícula (d50) de 2 a 8 micrometros; e c) 0,2 a 2% em peso, calculado como o peso total do óxido e silicato alcalino terroso metálico, como S1O2, em relação ao peso total de alfa-alumina na mistura, de um ma- terial aglutinante de silicato alcalino terroso metálico; e d) 0,5 a 5% em peso de um hidrato de alumina, calculado como AI2O3, em relação ao peso total de alfa- alumina na mistura, e - o processo consistindo na formatação da mistura em corpos formados e a queima dos corpos formados em uma temperatura de 1250 a 1550 0 C.
27. Processo, conforme definido nas reivindicações 25 ou 26, CARACTERIZADO pelo fato do material aglutinante de metal alcalino terroso consistir em silicato de magnésio.
28. Processo, conforme definido nas reivindicações 25 ou 26, CARACTERIZADO pelo fato do material aglutinante de metal alcalino terroso ser composto de um composto de magné- sio e um composto de sílica tal que a relação atômica entre magnésio e silício está na faixa de 0,9 a 1,2.
29. Processo para a epoxidação de uma olefina, cu- jo processo sendo CARACTERIZADO pelo fato de ser composto da reação de uma alimentação composta de uma olefina e oxigênio na presença de um catalisador, conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 1-23, ou na presença de um cata- lisador que foi obtido através de um processo conforme rei- vindicado em qualquer das reivindicações 24-28.
30. Processo, conforme definido na reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato da olefina ser etileno.
31. Processo, conforme definido nas reivindicações 2 9 ou 30, CARACTERIZADO pelo fato da alimentação consistir ainda de um modificador de reação escolhido de halogenetos orgânicos, compostos orgânicos de nitrogênio, óxidos de ni- trogênio, hidrazina, hidroxilamina e amônia.
32. Processo, conforme definido em qualquer das reivindicações 29-31, CARACTERIZADO pelo fato da alimentação adicionalmente consistir em de dióxido de carbono em uma concentração acima de 1% em mols, em relação a alimentação total.
33. Processo, conforme definido em qualquer das reivindicações 29-31, CARACTERIZADO pelo fato da alimentação adicionalmente consistir em dióxido de carbono em uma con- centração de 1% em mols ou menor, em relação a alimentação total.
34. Processo, conforme definido em qualquer das reivindicações 29-33, CARACTERIZADO pelo fato de ser formado um óxido de olefina com uma vazão de trabalho na faixa de 0,5 a 10 kmols de óxido de olefina por m3 de catalisador/hr.
35. Processo para a preparação de um 1,2-diol, um 1,2-diol éter ou uma alcanolamina que consiste na conversão de um óxido de olefina no 1,2-diol, no 1,2-diol éter e ou na alcanolamina, CARACTERIZADO pelo fato do óxido de olefina ser obtido através de um processo para a epoxidação de uma olefina, conforme definido em qualquer das reivindicações 29-34.
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